1、NK CellWhat I Know 作者：刘学颖 范春秋NK CellWhat I KnowNK细胞的定义NK细胞的一般特点、性质、功能 NK细胞受体的概述NK细胞的研究方向NK细胞的定义细胞的定义：lNK细胞是一种大颗粒淋巴细胞，英文全称为natural killer cell，也称作自然杀伤细胞，它是一种能直接杀伤靶细胞效应的特殊的淋巴细胞系，具有抗肿瘤抗感染免疫调节的功能，且表现为速发效应。在医学上被称作是人体抵抗癌细人体抵抗癌细胞 和 病 毒 感 染 细 胞 的 第 一 道 防 线胞 和 病 毒 感 染 细 胞 的 第 一 道 防 线。返回NK细胞的一般特点特点a.NK细胞体积较大，
2、胞浆中含有大量的细胞颗粒，所以又被称为大颗粒淋巴细胞b.NK细胞能够利用穿孔索和FasL杀伤靶细胞，还能分泌大量的IFN-发挥免疫调节作用c.NK细胞的活化过程比T 和 B淋巴细胞迅速的多d.细胞表达 IL-2受体能被IL-2直接活化e.NK细胞在急性感染的早期在急性感染的早期具有控制微生物在体内迅速扩散的作用NK细胞的一般性质性质介导ADCC，肿瘤监视无记忆裂解病毒感染的细胞 细胞遍及全身组织但主要在循环中，他们含有对抗病毒和某些肿瘤至关重要的细胞毒物质NK细胞的一般一般功能功能 lNK细胞识别的分子机制研究取得的一系列进展，揭示了NK细胞“非特异性”杀伤之谜。a.NK细胞杀伤含有病毒的自身
3、细胞以及某些肿瘤细胞b.NK细胞分泌IFNr干扰素NK细胞受体的概述细胞受体的概述 NK细胞抑制性受体（ITIM）NK细胞激活性受体（ITAM）小结1.1免疫球蛋白样抑制性受体 1.3 KIR的MHC识别特异性 1.2 C型凝集素抑制性受体 1.4 免疫球蛋白样转录物 2.1非MHC分子依赖的KAR。2.2 MHC分子依赖的激活受体NK细胞激活性受体（细胞激活性受体（KAR），在机体的免疫监视功能中发挥其），在机体的免疫监视功能中发挥其重要作用，重要作用，1990年年Karre提出提出“丧失自我丧失自我(missing self)”假说，假说，认为认为 NK细胞是搜寻攻击缺乏自身细胞是搜寻攻击
4、缺乏自身MHC-1类分子的细胞，对于那类分子的细胞，对于那些同种异型或异种细胞，病毒感染细胞以及缺乏些同种异型或异种细胞，病毒感染细胞以及缺乏MHC-1类分子的类分子的肿瘤细胞，肿瘤细胞，KIR均不能识别无法传导负调节信号，致使均不能识别无法传导负调节信号，致使NK细胞激细胞激活而杀伤上述细胞活而杀伤上述细胞,使机体处于自稳状态。使机体处于自稳状态。小结：小结：同一细胞上表达KIR和KAR相互协调，在正常情况下抑制性信号占主导地位，避免正常自身细胞被NK细胞杀伤，但以MICA/B为配体的NKG2D分子传递激活性信号NK细胞的传递过程中占主导地位，可导致表达MHC 及MICA/B分子的靶细胞杀伤
5、，提示MHC分子可能主要表达在一些正常细胞上。返回研究方向研究方向一一NK细胞在抑制自身免疫性发生上的作用细胞在抑制自身免疫性发生上的作用 NK细胞细胞在体内通过在体内通过TGF-产生，可能在下调抗自身和抗异体免疫产生，可能在下调抗自身和抗异体免疫 应答上起应答上起重要作用重要作用NK细胞细胞在淋巴节中较为稀少，但在淋巴节中较为稀少，但肠道黏膜上较多，在肺部和女性生殖肠道黏膜上较多，在肺部和女性生殖器官内也有大量存在器官内也有大量存在。与外周血和淋巴节中淋巴细胞的免疫应答不同，经抗原刺。与外周血和淋巴节中淋巴细胞的免疫应答不同，经抗原刺激后这些区域内的主要免疫应答为激后这些区域内的主要免疫应答
6、为Ig A 产生或免疫无反应性，很有可能，产生或免疫无反应性，很有可能，NK细细胞胞是通过产生是通过产生TGF-的功能的功能在促进这种负向应答上起重要作用在促进这种负向应答上起重要作用。在无刺激的情况。在无刺激的情况下，外周血中下，外周血中NK细胞细胞产生微分子浓度的产生微分子浓度的 TGF-。TGF-在阻止妊娠中母体在阻止妊娠中母体-胎儿胎儿免疫应答上起重要作用。免疫应答上起重要作用。由此可见由此可见NK细胞除了通过其细胞毒活性在对抗感染因子的首道防线上起作用细胞除了通过其细胞毒活性在对抗感染因子的首道防线上起作用外他在免疫调节上也同样重要，因此可以限制对异种抗原的反映和阻止自身免疫外他在免
7、疫调节上也同样重要，因此可以限制对异种抗原的反映和阻止自身免疫性的发生。虽然性的发生。虽然 TGF-依赖性非裂解抑制环路是研究的中心焦点，但抗体产生依赖性非裂解抑制环路是研究的中心焦点，但抗体产生过程也受到裂解机制的下调影响，其活化的具体要求尚不够清楚有待进一步研究。过程也受到裂解机制的下调影响，其活化的具体要求尚不够清楚有待进一步研究。二、二、NK细胞细胞的抗肿瘤作用的抗肿瘤作用在免疫功能低下的纯系动物中肿瘤发生率与其NK细胞的功能状态呈负相关。说明NK细胞有一定的抗肿瘤免疫控制功能，在体外对人外周血白细胞用高浓度IL-2进行活化，得到LAK细胞中决大多数为NK细胞在体外有杀伤肿瘤细胞的能力
8、回输给肿瘤患者也有一定效果。自1975年科学家发现NK细胞以来，人们已经发现它的防癌抗癌反转移的作用。虽然有很多细胞实验证明，但一直无法进行动物实验，因为找不到没有NK细胞的动物作对比。随着基因工程技术的进步，现在美国斯坦福大学医学院的科学家克隆出了没有NK细胞的白鼠，通过对比实验，有力地证明了NK细胞的作用。他们的实验结果发表在美国科学院学报上，其中有三个实验非常典型：实验一，将放射性标定的淋巴瘤细胞YAC注射到白鼠体内，4小时后，肺部廓清率测试表明：普通白鼠肺部几乎测不到放射性，而体内没有NK细胞的转基因鼠的肺部放射性高达70多倍。说明NK细胞能在体内迅速消除癌细胞。实验二，将黑素瘤B16
9、癌细胞注射到白鼠皮下，每周检查两次，看肿瘤长出来没有。当每只注射进100个癌细胞后40天，普通白鼠没有一只长出肿瘤；而无NK细胞的转基因白鼠才过20多天，就全部都长出肿瘤。然后，增加注射的癌细胞数量，当每只注射10,000个癌细胞时，普通白鼠才会达到前面实验中转基因白鼠的肿瘤生长水平，即有NK细胞的普通白鼠，要多注射100倍癌细胞，20多天后才能达到全部白鼠都长出肿瘤。说明NK细胞对于防止肿瘤形成起重要作用。实验三，将黑素瘤B16癌细胞注射到白鼠的静脉血管中，2周以后解剖并计算肺部肉眼可见的转移肿瘤个数，结果发现无NK细胞白鼠的转移肿瘤个数比普通白鼠多60多倍。说明NK细胞对于防止癌细胞通过血
10、液转移肿瘤起重要作用。三三.预测妇女妊娠期发生子痫前期症状预测妇女妊娠期发生子痫前期症状的风险的风险 依靠NK细胞和滋养层细胞表达的蛋白质，发送给NK细胞的信号能够起到激活或抑制作用。为了确保NK细胞得到正确的信息，这两种效果相反的信号之间就必须建立一种平衡。研究发现研究发现大部分有过子痫前期经历的妇女，其滋养层上表达一种特殊的蛋白质，并且在NK细胞上有这种蛋白的受体。这种蛋白质联合可能传递了一个抑制NK细胞的信号，并因此使他们促进血管改造的功能消失。这个发现揭示出了NK细胞的一个不同寻常的功能。这项研究将可能为预测妇女妊娠期发生子痫前期症状的风险提供了一个理论基础。CONCLUTIONl本文
11、概括地了介绍NK细胞以及它的一般功能、性质、特点等，在它发挥其杀伤功能的过程中，细胞膜表面的受体起着不可或缺的作用，所以我们在这里共同阐述，其中也包括许多需要探讨的问题。近年来对NK细胞的研究才逐步深入，所以我们应该加大对它的功能作用的挖掘力度，让它在临床以及其它领域发挥更大的作用。参考文献：参考文献：1、分子免疫学 上海医科大学出版社 余传霖、熊思东 主编2、医学免疫学基础北京大学医学出版社 高小明 主编3、国外医学免疫学分册 2003年第4期 191页-194页4、上海免疫学杂志 2003年第3期 1.1 免疫球蛋白样抑制性受体免疫球蛋白样抑制性受体免疫球蛋白样免疫球蛋白样NK细胞抑制性受
12、体其配体是细胞抑制性受体其配体是MHC-I类分子或类分子或MHC-I类分子与本类分子与本身抗原肽组成的身抗原肽组成的复合体复合体。这些配体可以是。这些配体可以是HLA-A.B或或C等特别等位基因的产物，等特别等位基因的产物，也可以是非经典的也可以是非经典的HLA-I类分子类分子HCA-G.人类人类NK细胞的细胞的KIR分子为分子为I型跨膜蛋糖白型跨膜蛋糖白属于免疫球蛋白超家族，其结构包括膜外区，跨膜区，胞质区，膜外区包括属于免疫球蛋白超家族，其结构包括膜外区，跨膜区，胞质区，膜外区包括2个个或或3个个Ig 样结构域，人类样结构域，人类NK细胞细胞 的的共同特征共同特征是每条肽键的胞质区末端均有
13、免疫是每条肽键的胞质区末端均有免疫受体酪氨酸抑制基序（受体酪氨酸抑制基序（ITIM）。通常情况下，）。通常情况下，当当KIR与配体结合时与配体结合时，ITIM发生发生酪氨酸磷酸化，酪氨酸磷酸化，SHP-1和和SHP-2 产生负调节信号，产生负调节信号，抑制抑制 NK细胞的杀伤性。细胞的杀伤性。返回1.3 KIR的的HLA识别特异性识别特异性KIR2D分子胞外的第一及第二分子胞外的第一及第二Ig样结构域分别识别样结构域分别识别HLA 配体分子的配体分子的 1 和和2 结构域。结构域。KIRs对对HLA-I类分子的特异性较为广泛，能识别多种类分子的特异性较为广泛，能识别多种HLA抗原同种异体分子。
14、抗原同种异体分子。KIR2DL1 能识别能识别 重合链重合链77位和第位和第80位分别为天冬氨酸和赖氨酸残基的同种异型位分别为天冬氨酸和赖氨酸残基的同种异型分子包括分子包括 KIR2DL2 和和KIR2DL3能识别重合链能识别重合链,第第77位和第位和第80位分别为丝氨酸和天冬氨酸位分别为丝氨酸和天冬氨酸残基的残基的HLA-C同种异型分子。同种异型分子。KIR2DL4 是是 HLA-G的特异性受体，与其他的特异性受体，与其他KIR分子不同分子不同，其分子具有独特的胞内段结构，即只，其分子具有独特的胞内段结构，即只含有一个免疫受体酪氨酸抑制基序（含有一个免疫受体酪氨酸抑制基序（ITIM）。）。但
15、但在跨膜区含有一个带电荷的精氨酸残基，使在跨膜区含有一个带电荷的精氨酸残基，使KIR2DL4同时具有抑制和激活性受体的结构同时具有抑制和激活性受体的结构特点，因而对特点，因而对NK细胞功能的调节也显得更为精细。对于未活化、静息阶段的细胞功能的调节也显得更为精细。对于未活化、静息阶段的NK细胞，细胞，KIR2DL4发挥激活性受体的作用，诱导发挥激活性受体的作用，诱导NK细胞产生大量细胞产生大量IFN-对于已激活的对于已激活的KIR2DL4发发挥抑制性受体的功能，抑制挥抑制性受体的功能，抑制 NK细胞对靶细胞的杀伤，细胞对靶细胞的杀伤，是避免是避免NK细胞对含有同种异体抗细胞对含有同种异体抗原胎儿
16、损伤保证正常妊娠的基础，提示原胎儿损伤保证正常妊娠的基础，提示KIR2DL4 可能在妊娠过程中起重要作用。可能在妊娠过程中起重要作用。为确定为确定KIR与与 HLA 抗原的识别及结合特异性，目前已经发展了多种检测方法，其中包抗原的识别及结合特异性，目前已经发展了多种检测方法，其中包括克隆表达，含有配体结合区域括克隆表达，含有配体结合区域KIR胞外段的融合蛋白。胞外段的融合蛋白。返回1.2 C型凝集素抑制性受体型凝集素抑制性受体CD94/NKG2是人类NK细胞的另一个抑制性受体，CD94/NKG2A能与非经典MHC-1类分子HLA-E及其递呈的抗原肽结合，CD94通过二硫键与NK2A、B、C或E
17、形成异二聚体，异二聚体中NKG2A分子胞质区有两个ITIM，CD94分子无此结构，但对CD94/NKG2A二聚体的表达及生物功能不可或缺。HLA-E通过与NK细胞受体CD94/NKG2A结合，传递信号而抑制NK细胞的杀伤活性。返回1.4 免疫球蛋白样转录物免疫球蛋白样转录物：分别由2个或4个同源的C2型免疫球蛋白样胞外结构域及不同的穿膜区和胞浆区构成，其中ILT-2、3、4、5及LIR-8含有带ITIM的长胞浆尾，可以传递抑制性信号。ILT-1、7、8及LIR6的胞浆尾不含ITIM结构，但其穿膜区含有一个带正电荷的精氨酸残基，这些受体通过与带有ITAM基序的FCR交链后传递激活信号。返回NKp
18、46、NKp44、NKp30等均是等均是I g超家族的成员，分别与超家族的成员，分别与CD3、FCRI 或或者者DAP-12等等带有带有ITAM基序的转导分子相结合基序的转导分子相结合，被交联后诱使，被交联后诱使NK细胞杀伤靶细细胞杀伤靶细胞。胞。NKp46在静息及激活的在静息及激活的NK细胞上表达，可对多种靶细胞发生细胞毒作用，细胞上表达，可对多种靶细胞发生细胞毒作用，包括自身、同种异体和异种来源的肿瘤转化细胞包括自身、同种异体和异种来源的肿瘤转化细胞,它是唯一能够识别小鼠细胞上它是唯一能够识别小鼠细胞上表达的配体的人类表达的配体的人类NK细胞激活性受体，提示在不同的种系间可能存在具有保守细
19、胞激活性受体，提示在不同的种系间可能存在具有保守序列的配体，这一点与序列的配体，这一点与MHC 依赖的抑制性或激活性受体不同依赖的抑制性或激活性受体不同,它们的识别具有高它们的识别具有高度的种族特异性。度的种族特异性。受体受体NKp44,编码基因位于第六号染色体编码基因位于第六号染色体,胞外区含有一个胞外区含有一个V型结构域型结构域,穿膜区则穿膜区则有一个能与带有有一个能与带有ITAM的连接蛋白的连接蛋白DAP-12发生作用的赖氨酸残基，发生作用的赖氨酸残基，NKp44选择性选择性的表达在经的表达在经IL-2诱导的诱导的NK细胞上细胞上,能够在能够在NKp46的共同作用下杀伤不表达的共同作用下
20、杀伤不表达HLA 分分子且子且FCR阴性的肿瘤细胞。阴性的肿瘤细胞。NKp30的胞外区同样含有一个的胞外区同样含有一个V 型结构域型结构域,表达类似表达类似于于NKp46,在静息及激活的在静息及激活的NK细胞上均可表达细胞上均可表达,值得强调的是值得强调的是NKp30可以杀伤可以杀伤NKp44、NKp46不起作用的一些肿瘤细胞。不起作用的一些肿瘤细胞。2.1 MHC分子依赖的分子依赖的KAR。在与病毒感染的细胞结合后在与病毒感染的细胞结合后 NK 细胞分泌细胞分泌 r 干扰素。干扰素。IFN r保护保护毗连的细胞免受细胞死亡之后释放的病毒感染，并有毗连的细胞免受细胞死亡之后释放的病毒感染，并有
21、助于激活助于激活T细胞介导的免疫。细胞介导的免疫。NK细胞由于识别感染的细胞细胞由于识别感染的细胞而被活化，分泌而被活化，分泌IFN r。这有助于保护周围的细胞免受病毒。这有助于保护周围的细胞免受病毒感染。应该注意到感染。应该注意到 IFN和和IFN作用中可能是重要的，另作用中可能是重要的，另外外IFN r增强特异的增强特异的T细胞发展对病毒感染的细胞应答的作细胞发展对病毒感染的细胞应答的作用。用。NK细胞分泌IFN r(干扰素）作为病毒感染的结果，细胞表面分子的改变使作为病毒感染的结果，细胞表面分子的改变使NK细胞与被感染的细胞结合，他们通细胞与被感染的细胞结合，他们通过释放穿孔素和诱导细胞
22、凋亡来杀伤受感染的细胞与肿瘤细胞。当过释放穿孔素和诱导细胞凋亡来杀伤受感染的细胞与肿瘤细胞。当NK细胞与未感染的自细胞与未感染的自身细胞结合时，身细胞结合时，NK受体、受体、KIR给给NK细胞提供一个阴性的信号，阻止其杀伤自身细胞，这细胞提供一个阴性的信号，阻止其杀伤自身细胞，这些分子包括由些分子包括由 HLA的的A、B和和C区基因编码的区基因编码的MHC-1类分子。然而细胞受某些病毒的感染类分子。然而细胞受某些病毒的感染减少了抑制性减少了抑制性MHC分子的表达，因此，得以通过分子的表达，因此，得以通过KAR活化以诱导活化以诱导NK 细胞杀伤感染的细细胞杀伤感染的细胞。胞。这是一个重要的机制，
23、使得这是一个重要的机制，使得NK细胞识别哪些细胞是自身的，不予理会，而杀伤那些细胞识别哪些细胞是自身的，不予理会，而杀伤那些被微生物感染的自身细胞，这导致引起受感染细胞的细胞凋亡的死亡信号的传递被微生物感染的自身细胞，这导致引起受感染细胞的细胞凋亡的死亡信号的传递。杀伤的机制与细胞毒性杀伤的机制与细胞毒性T细胞作用机制是一样的，并且通过其颗粒体内容物（穿孔素细胞作用机制是一样的，并且通过其颗粒体内容物（穿孔素,粒酶）释放到受感染的细胞表面来介导。穿孔素有与粒酶）释放到受感染的细胞表面来介导。穿孔素有与C9类似的结构，他能在细胞膜中类似的结构，他能在细胞膜中“穿孔穿孔”使粒酶进入细胞，以诱导细胞
24、凋亡。使粒酶进入细胞，以诱导细胞凋亡。NK 细胞，如细胞毒性细胞，如细胞毒性T细胞，也能通过在病细胞，也能通过在病毒感染的细胞表面上连接后与分子表面毒感染的细胞表面上连接后与分子表面FASL分子，诱导靶细胞的调亡。分子，诱导靶细胞的调亡。NK细胞能被细胞能被IL-2活化成淋巴因子激活的杀伤（活化成淋巴因子激活的杀伤（LAK）细胞，）细胞，LAK细胞已被用于临床细胞已被用于临床实验以治疗肿瘤。实验以治疗肿瘤。NK细胞杀伤含有病毒的自身细胞以及某些肿瘤细胞2.2 MHC分子依赖的激活受体分子依赖的激活受体MHC分子依赖的激活受体分子依赖的激活受体KIR2Ds、KIR3DS与与KIR2DL及及KIR3DL共同表达在共同表达在NK细胞上，他们细胞上，他们胞浆尾较短，只含有胞浆尾较短，只含有39个个AA残基，残基，缺乏缺乏ITIM基序基序，而在穿膜区含有一个带电的赖氨酸残基，该残，而在穿膜区含有一个带电的赖氨酸残基，该残基可与基可与KAR 相关蛋白结合，该分子含有免疫受体相关蛋白结合，该分子含有免疫受体 ITAM传递激活信号。传递激活信号。
